科学首页 > 科学动态 > 新闻列表 > 正文

详解"黑箱"科学研究法 人类破解未知世界的利器

http://www.kexue.com 2012-10-21 10:17:35 新华网  发表评论


人类利用黑箱的假设方法可以破解很多未知之谜

  要想知道什么是“黑箱”方法,首先要弄清楚什么是“黑箱”。

   黑箱,又称“黑盒”、“黑匣”,它不是我们日常生活中的木板箱、铁皮箱等实物,而是控制论中的一个概念——它是指内部结构还不清楚,由于条件限制,只能通过外部观察和试验去认识其功能和特性的系统。譬如西瓜就是一个“黑箱”,你想买,又不放心,但又不能打开看看内部情况。

  太阳、地球、人类的大脑都是“黑箱”。太阳距离我们很远,而且内部温度又非常高,人类难以直接进入其核心去观察内部结构和变化;地球虽然就在我们的脚下,但我们一直无法深入到地球的核心;还有人类的大脑,至今我们也无法清楚了解它是如何工作的。

  总之一句话:只要我们不理解、不认识的东西,就统统可以称之为“黑箱”。

  什么是“黑箱”方法

  研究“黑箱”不外乎两种方法:第一种方法就是通过一定的手段进入研究对象的内部,直接观察其内部结构,直接控制它的内部运动。比如你要看冰箱里的食品还能维持几天供应,够吃几天,只要直接把冰箱门打开,把剩余食品数一数,看一看就行;你想知道玻璃瓶里的饮料是什么味道,打开玻璃瓶盖直接喝一口,就解决问题了。

  如果无法打开“箱子”怎么办呢?这时就要用到第二种方法了。这种方法也称“黑箱系统辨认法”,就是通过对事物系统外部进行观测试验来找出输入和输出关系,并由此来研究事物的整体功能和特性或探索其内部结构和机理的一种特殊方法。这个方法在运用过程中通常采用两个主要的手段:输入和输出。人们把从外部对黑箱进行影响称为黑箱的输入;把黑箱对外部输入的反应称为黑箱的输出。

  比如养殖专业户挑选种蛋时,不能打破蛋壳来检查种蛋是否受孕,只能通过灯光透视,从鸡蛋外部来进行观察、判断种蛋受孕与否。在这里,灯光透射鸡蛋就是黑箱的输入;鸡蛋被透射后显示出的内部影像就是黑箱的输出。再如对肚子疼的病人,医生只能通过望、闻、问、切等手法,或者是各种医学手段,从外部查明病人内脏的病灶,分析病因,再对症施治。

  从一定程度上来说,输入是一种手段,输出则既是达到目的的手段,又是这种手段所要达到的目的。

   “黑箱”方法的应用

  在科学研究中,“黑箱”方法是经常用到的工具。比如在研究内部结构十分复杂的系统时,“黑箱”方法是最好的手段之一。例如近年来我国的科学家们用“黑箱”方法研究人口系统,建立了我国人口系统发展的动态数字模型,总结出了人口出生率、死亡率、自然增长率、人口年龄构成等方面的情况,并解析人口老龄化对经济社会的影响。

  另一类常采用“黑箱”方法的研究领域,是那些容易受外界因子介入影响的系统。比如人们对大脑进行研究时,不可能采用对大脑产生影响的方法,但用“黑箱”方法,就可以在不破坏生命正常活动的情况下,研究生命的机理;

   对于地球、太阳这类目前人类无法介入的系统,就更要用“黑箱”方法了。例如,我们目前要想对地球的构造直接进行观察是不可能的,但可以通过地震勘探这类向地球输入变量(地震波),并接受从地下返回的输出变量(如地震波的传播速度、方向、波形等)的方法,搜集大量数据,然后加以分析,得出结论。

   简单地说,“黑箱”方法的工具有两种类型。一种类型的工具是无形的,是从人的主观意识出发,对黑箱进行观察、分析、判断,自始至终都是属于人的一种纯心理思维活动。比如人与人接触的时候都要对别人的言行、心理进行揣摩和领会。如果说“人心”相当于一个黑箱的话,则要通过言谈,“听其言,观其行”来达到“知其心”的目的,这是一种“黑箱”方法中的“行为分析法”,完全属于一种心理的观察、分析和判断,是无形的。

  第二种类型的工具是有形的,医学上对疾病的诊断方式就说明黑箱工具的不断进步和完善的过程。最初是用“望、闻、问、切”这样简单、古朴的方法来进行诊断,后来发明了听诊器、再后来有X光机、B超、CT,随后又发明了核成像技术和核磁共振成像技术、正电子成像技术以及穆斯堡尔成像技术等等。

  有形的黑箱工具,是人类创造出来的一种外在的物质,随着科技的进步,这种有形的黑箱工具会越来越多,越来越有利于对未知世界的探索和成功解读,也越来越成为“黑箱”方法运用中的主导工具。(王乃仙)

  相关阅读:

  科学家解析众多未解之谜 外星人是否存在成焦点

  复活节岛又一未解之谜 比"巨人象"更神秘的细菌

  揭地球上最大未解之谜 玛雅人或来自另一个星球

 

网友评论以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点 已有条评论